RU96337U1

RU96337U1 - VERTICAL SEDILER FOR SEPARATION OF A WATER OIL AND GAS EMULSION

Info

Publication number: RU96337U1
Application number: RU2010115820/05U
Authority: RU
Inventors: Рафаиль Саитович Нурмухаметов; Рустэм Наилевич Хуснутдинов; Рустем Габделахатович Минхаеров
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ОХТИН-ОЙЛ" (ЗАО "ОХТИН-ОЙЛ")
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2010-07-27

Abstract

Вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, а верхний - с верхней частью трубы, распределительное устройство выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса, отличающийся тем, что он снабжен запирающим устройством, установленным в штуцере для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения. A vertical settler for separating a water-oil and gas emulsion, comprising a cylindrical body with fittings for emulsion inlet and outlet of gas, oil and settling water, a pipe located in the center of the body, made with an open upper end, a sampling tube made of a Z-shaped longitudinally mounted, the lower end of which is connected to the inlet fitting, and the upper end to the upper part of the pipe, a switchgear made in the form of a perforated pipe horizontally located in the lower part of the housing, which has horizontally placed slots arranged in rows along the vertical and horizontal planes, the pipes are made with diameters exceeding the diameter of the intake pipe, the lower end of the central pipe is connected to the middle part of the horizontal perforated pipe located above the inlet fitting located in the lower part of the body, characterized in that it is equipped with a locking device installed in the fitting for the exit of wastewater with the possibility of changing its flow area.

Description

Полезная модель относится к области нефтехимии, газо- и нефтепереработки и добычи, в частности к устройствам для разделения углеводородных эмульсий типа «вода-нефть-газ», и может быть использована в нефтяной, нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности, где требуется обеспечение высокой степени обезвоживания при разделении неоднородных жидких систем отстаиванием.The utility model relates to the field of petrochemistry, gas and oil refining and production, in particular to devices for separating hydrocarbon emulsions of the "water-oil-gas" type, and can be used in the oil, oil and gas refining, petrochemical, chemical and other industries where it is required providing a high degree of dehydration during the separation of heterogeneous liquid systems by sedimentation.

Известен вертикальный отстойник для очистки жидкости, содержащий корпус, снабженный патрубками для ввода сырья и вывода нефтепродуктов и воды с механическими примесями и распределительные элементы (см., например, Рабинович Г.Г. и др. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник. М., Химия, 1979, с.494, рис.VIII-2a).Known vertical sump for cleaning liquids, containing a housing equipped with nozzles for inputting raw materials and output of petroleum products and water with mechanical impurities and distribution elements (see, for example, Rabinovich GG and other Calculations of the main processes and apparatuses of oil refining. Reference. M ., Chemistry, 1979, p. 494, Fig. VIII-2a).

Недостаток известного отстойника заключается в низкой эффективности разделения неоднородных систем вследствие неравномерного распределения сырья в объеме отстойника.A disadvantage of the known sump is the low separation efficiency of heterogeneous systems due to the uneven distribution of raw materials in the volume of the sump.

Известен горизонтальный цилиндрический полочный отстойник, включающий корпус с патрубками для ввода сырья и вывода нефтепродуктов, воды и механических примесей, в котором размещены распределительное устройство и продольные полки, консольно установленные (см., например. Патент РФ №2145513, В01D 21/02, 1997 г.)Known horizontal cylindrical shelf sump, including a housing with nozzles for input of raw materials and output of petroleum products, water and mechanical impurities, in which are located a switchgear and longitudinal shelves, cantilever mounted (see, for example. RF Patent No. 2145513, B01D 21/02, 1997 g.)

Недостатком известного отстойника является неравномерное распределение сырья в корпусе. Консольное выполнение его полок и их размещение ограничивает зону сбора механических примесей, что приводит к быстрому забиванию межполочного пространства. Указанное расположение полок также увеличивает длительность процесса разделения.A disadvantage of the known sump is the uneven distribution of raw materials in the housing. The cantilever execution of its shelves and their placement limits the collection area of mechanical impurities, which leads to rapid clogging of the inter-shelf space. The specified arrangement of shelves also increases the duration of the separation process.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является выбранный заявителем за прототип вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии, содержащий цилиндрический корпус с штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, а верхний - с верхней частью трубы, распределительное устройство, выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса (см., например, Патент РФ №69762, В01D 17/04, 2007 г.)The closest in technical essence to the claimed object is the vertical sump selected by the applicant for the prototype for separating the oil and gas emulsion, containing a cylindrical body with fittings for emulsion inlet and outlet of gas, oil and sludge water, a pipe located in the center in the center, made with the open upper end , a longitudinally mounted Z-shaped intake pipe, the lower end of which is connected to the inlet fitting, and the upper end to the upper part of the pipe, distribution devices made in the form of a perforated pipe horizontally located in the lower part of the body, the surface of which has horizontally placed slots arranged in rows along the vertical and horizontal planes, the pipes are made with diameters exceeding the diameter of the intake pipe, the lower end of the central pipe is connected to the middle part of the horizontal perforated pipe located above the inlet fitting located in the lower part of the housing (see, for example, RF Patent No. 69762, B01D 17/04, 2007)

Недостатком известного отстойника является частичное неравномерное разделение неоднородных жидких систем отстаиванием и увеличение затрат на процесс отстаивания.A disadvantage of the known sedimentation tank is a partial uneven separation of heterogeneous liquid systems by settling and an increase in the cost of the settling process.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности процесса разделения неоднородных жидких систем отстаиванием, обеспечение равномерного распределения эмульсии в отстаивающийся слой воды, устранение «мертвых зон» в центральной и периферийной частях сечения отстойника, уменьшение затрат на процесс отстаивания за счет обеспечения использования полной высоты отстаивающегося слоя воды как дополнительного фильтрующего слоя.The technical problem to which the utility model is directed is to increase the efficiency of the process of separation of heterogeneous liquid systems by settling, ensuring uniform distribution of the emulsion in the settling water layer, eliminating the "dead zones" in the central and peripheral parts of the cross-section of the settling tank, reducing the cost of the settling process by providing using the full height of the settling water layer as an additional filter layer.

Решение поставленной задачи достигается тем, что вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, а верхний - с верхней частью трубы, распределительное устройство выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса, согласно полезной модели он снабжен запирающим устройством, установленным в штуцере для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения.The solution to this problem is achieved by the fact that a vertical sump for separating water-oil and gas emulsion, containing a cylindrical body with fittings for emulsion inlet and outlet of gas, oil and sludge water, a pipe located in the center of the body, made with an open upper end, an intake pipe made Z -shaped longitudinally installed, the lower end of which is connected to the fitting for entry, and the upper - to the upper part of the pipe, a switchgear made in the form of a perforated pipe, horizontally o-located in the lower part of the body, the surface of which has horizontally placed slots arranged in rows along the vertical and horizontal planes, the pipes are made with diameters exceeding the diameter of the intake pipe, the lower end of the central pipe is connected to the middle part of the horizontal perforated pipe located above the fitting for entrance, located in the lower part of the housing, according to a utility model, it is equipped with a locking device installed in the fitting for the exit of wastewater with the possibility of changing it about the flow area.

Целесообразно отстойник снабжать уровнемером с датчиками и теплообменником, расположенным в корпусе.It is advisable to provide a sump with a level gauge with sensors and a heat exchanger located in the housing.

На чертеже изображен продольный разрез вертикального отстойника для разделения водонефтегазовой эмульсии.The drawing shows a longitudinal section of a vertical sump for the separation of water-oil and gas emulsion.

Вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии содержит корпус 1, штуцер 2 для входа эмульсии, выходные штуцера 3, 4 для выхода газа, штуцер 5 для выхода нефти, штуцер 6 для выхода (сброса) сточной воды, трубу 7, расположенную по центру корпуса и выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку 8, выполненную Z-образной формы, с нижним концом 9 и верхним концом 10. Распределительное устройство выполнено в виде горизонтально расположенной в нижней части корпуса трубы 11 с горизонтально-размещенными щелями 12, расположенными рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям. Трубы 7, 11 выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки 8. Нижний конец 13 трубы 7 соединен со средней частью трубы 11, расположенной над входным штуцером 2, размещенным в нижней части корпуса 1. Отстойник снабжен запирающим устройством 14, установленным в штуцере 6 для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения.The vertical sump for separating the oil and gas emulsion contains a housing 1, a fitting 2 for entering the emulsion, an outlet fitting 3, 4 for a gas outlet, a fitting 5 for an oil outlet, a fitting 6 for an outlet (discharge) of waste water, a pipe 7 located in the center of the housing and made with an open upper end, an intake pipe 8 made of a Z-shape, with a lower end 9 and an upper end 10. The switchgear is made in the form of a pipe 11 horizontally located in the lower part of the housing with horizontally placed slots 12 located in a row s on the vertical and horizontal planes. Pipes 7, 11 are made with diameters exceeding the diameter of the intake pipe 8. The lower end 13 of the pipe 7 is connected to the middle part of the pipe 11 located above the inlet fitting 2 located in the lower part of the housing 1. The sump is equipped with a locking device 14 installed in the fitting 6 for waste water outlet with the possibility of changing its flow area.

Целесообразно отстойник снабжать уровнемером 15 с датчиками 16, 17, теплообменником 18, расположенным в корпусе со штуцером 19 для подключения к теплоносителю.It is advisable to provide the sump with a level gauge 15 with sensors 16, 17, a heat exchanger 18 located in the housing with a fitting 19 for connection to a coolant.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

В качестве сырья используется водонефтегазовая эмульсия, которая подвергается процессу разделения.As a raw material, a water-oil and gas emulsion is used, which is subjected to a separation process.

Водонефтегазовая эмульсия поступает в отстойник через штуцер 2, расположенный в нижней части корпуса и далее через нижний конец 9 заборной трубки 8 поднимается по вертикальному участку заборной трубки 8 и через верхний конец 10 заборной трубки 8 проходит с увеличенной скоростью в трубу 7, расположенную по центру корпуса отстойника, выполненную с диаметром, превышающим диаметр заборной трубки 8, в которой происходит дегазирование эмульсии. Выделившийся газ выводится из открытого верхнего конца трубы 7 в систему газосбора и через штуцера 3, 4 выводится из корпуса. Дегазированная эмульсия из трубы 7 через ее нижний конец 13 перетекает в центральную часть горизонтально расположенной в нижней части корпуса трубы 11, выполненной с диаметром, превышающим диаметр заборной трубки 8 и с горизонтальными щелями 12, расположенными рядами по ее вертикальной и горизонтальной плоскостям равномерно растекается по всей поверхности трубы 11 от центра к периферии и вытекает из ее щелей равномерным потоком в слой жидкости. Вода, содержащаяся в эмульсии, проходя через слой воды, выполняющий роль дополнительного фильтрующего слоя, увеличивает объем водной части, уровень которой контролируется уровнемером с датчиками. Обезвоженная нефть всплывает вверх и выводится из корпуса отстойника через штуцер 5, а вода выводится из нижней части корпуса отстойника через штуцер 6, снабженный запирающим устройством 14, установленным с возможностью изменения его проходного сечения. Выполнение труб обеспечивает спокойное ламинарное течение потока эмульсии. Расположение и выполнение распределительного устройства в виде трубы 11 позволяет равномерно распределить эмульсию в слой воды, устраняя при этом «мертвые зоны» в отстойнике. Уровень воды в аппарате поддерживается выше трубы 11, что позволяет создать дополнительный фильтрующий слой за счет увеличения высоты отстаивающего слоя воды. Уровни «газ-нефть» и «нефть-вода» контролируются по уровнемеру 15 и показаниям датчиков 16, 17. Спуск отстойной воды регулируется запирающим устройством 14 любой известной конструкции. Слой воды в нижней части отстойника играет роль дополнительного фильтрующего слоя. Уровень слоя отстойной воды в нижней части отстойника регулируется за счет наличия запирающего устройства, в качестве которого могут быть использованы любые известные элементы, например, клапаны различных моделей, краны разных конструкций, стандартные вентили и другие запорно-регулирующие устройства. При внезапном увеличении сечения штуцера, напор отстойной воды ослабевает, и вода выходит большим потоком вместе с осадком. При внезапном сужении сечения штуцера поток сначала скапливается у штуцера выхода, вытекает малым потоком, откладывая на его стенках отложения, что закупоривает сечение штуцера выхода. Поэтому необходимо изменять проходное сечение штуцера постепенно, регулируя при этом выводной поток отстойной воды, что позволяет повысить эффективность разделения эмульсии отстаиванием, сохранить необходимую высоту слоя отстойной воды, выполняющую роль дополнительного фильтрующего слоя и предотвратить образование отложений на стенках в нижней части корпуса на стенках самого штуцера.The water-oil and gas emulsion enters the sump through the fitting 2 located in the lower part of the housing and then through the lower end 9 of the intake pipe 8 rises along the vertical section of the intake pipe 8 and passes through the upper end 10 of the intake pipe 8 to the pipe 7 located in the center of the housing the sump, made with a diameter exceeding the diameter of the intake pipe 8, in which the degassing of the emulsion. The released gas is discharged from the open upper end of the pipe 7 to the gas collection system and is discharged from the body through the nozzles 3, 4. The degassed emulsion from the pipe 7 through its lower end 13 flows into the central part of the pipe 11 horizontally located in the lower part of the pipe body, made with a diameter exceeding the diameter of the intake pipe 8 and with horizontal slots 12 arranged in rows along its vertical and horizontal planes uniformly spread throughout the surface of the pipe 11 from the center to the periphery and flows from its slots in a uniform flow into the liquid layer. The water contained in the emulsion, passing through a layer of water, acting as an additional filter layer, increases the volume of the water part, the level of which is controlled by a level gauge with sensors. Dehydrated oil floats up and is discharged from the sedimentation tank through the nozzle 5, and water is discharged from the lower part of the sedimentation tank through the nozzle 6, equipped with a locking device 14 installed with the possibility of changing its flow area. The implementation of the pipes provides a quiet laminar flow of the emulsion flow. The location and implementation of the distribution device in the form of a pipe 11 allows you to evenly distribute the emulsion in the water layer, while eliminating the "dead zones" in the sump. The water level in the apparatus is maintained above the pipe 11, which allows you to create an additional filter layer by increasing the height of the settling layer of water. The levels of gas-oil and oil-water are controlled by the level gauge 15 and the readings of the sensors 16, 17. The drainage of the settling water is regulated by a locking device 14 of any known design. A layer of water in the lower part of the sump plays the role of an additional filter layer. The level of the layer of sludge water in the lower part of the sump is regulated due to the presence of a locking device, which can be used as any known elements, for example, valves of various models, taps of various designs, standard valves and other shut-off and control devices. With a sudden increase in the nozzle cross-section, the pressure of the settling water weakens, and the water exits in a large flow along with sediment. With a sudden narrowing of the nozzle section, the flow first accumulates at the outlet nozzle, flows out in a small stream, depositing deposits on its walls, which clogs the section of the outlet nozzle. Therefore, it is necessary to change the nozzle cross-sectional area gradually, while regulating the outlet flow of sludge water, which allows to increase the separation efficiency of the emulsion by settling, to maintain the necessary height of the layer of sludge water, which acts as an additional filter layer and to prevent the formation of deposits on the walls in the lower part of the housing on the walls of the nozzle .

При необходимости отстойник снабжают теплообменником 18, расположенным в корпусе со штуцером 19 для подключения к теплоносителю, позволяющим эффективно и безопасно организовать нагрев нефти.If necessary, the sump is equipped with a heat exchanger 18 located in the housing with a fitting 19 for connection to a coolant, which allows efficient and safe organization of oil heating.

Предложенный вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии за счет наличия совокупности всех признаков, позволяет обеспечить высокое качество обезвоживания за счет взлива нефти и использования гравитационных сил. Полезная модель интенсифицирует процесс разделения неоднородных жидких систем отстаиванием, путем регулирования уровня отстойной воды и ее спуска, обеспечивает высокое качество сточной воды, позволяет использовать ее в дальнейшем для нужд завода без применения дополнительной очистки. Полезная модель компактна, удобна в обслуживании.The proposed vertical sedimentation tank for separating water-oil and gas emulsion due to the presence of a combination of all the features allows to ensure high quality dehydration due to oil spill and the use of gravitational forces. The utility model intensifies the process of separation of heterogeneous liquid systems by sedimentation, by regulating the level of settling water and its descent, provides high quality wastewater, allows you to use it in the future for the needs of the plant without the use of additional treatment. The utility model is compact, easy to maintain.

Claims

A vertical sump for separating a water-oil and gas emulsion, comprising a cylindrical body with fittings for emulsion inlet and outlet of gas, oil and sludge water, a pipe located in the center of the body, made with an open upper end, a sampling tube made of a Z-shaped longitudinally mounted, the lower end of which is connected to the inlet fitting, and the upper end to the upper part of the pipe, a switchgear made in the form of a perforated pipe horizontally located in the lower part of the housing, which has horizontally placed slots arranged in rows along the vertical and horizontal planes, the pipes are made with diameters exceeding the diameter of the intake pipe, the lower end of the central pipe is connected to the middle part of the horizontal perforated pipe located above the inlet fitting located in the lower part of the body, characterized in that it is equipped with a locking device installed in the fitting for the exit of wastewater with the possibility of changing its flow area.